【手続補正書】
【提出日】平成18年1月31日(2006.1.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】液滴吐出ヘッド、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、画像形成装置、及びマイクロポンプ
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】  液滴を静電力による圧力波によって吐出する液滴吐出ヘッドであって、液滴を吐出する少なくとも一つのノズル孔と、このノズル孔と連通し且つ吐出する液を収容した加圧液室と、この加圧液室と連通する共通液室と、この加圧液室の壁面の一部を構成する振動板と、この振動板に接して加圧液室と反対側に設けられた空隙と、この空隙を介して振動板と対向配置された電極と、を備え、電極に印加した電圧によって発生する静電力により振動板を撓ませることで加圧液室内の内圧を高めて前記ノズル孔から液滴を吐出する液滴吐出ヘッドにおいて、前記共通液室の壁面の一部に前記振動板の変形量よりも大きい変形可能板を設けると共に、この変形可能板を挟んで共通液室と反対側には前記空隙と連通する気圧補正室を設けたことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項２】  請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記変形可能板の厚さは前記振動板の厚さよりも薄いことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項３】  請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記変形可能板の面内長は、前記振動板の面内長よりも大きいことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項４】  請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記気圧補正室に連通する全空隙の体積をＶ０とし、且つ前記変形可能板に５３ｈＰａの一様圧力が加えられた場合に、前記変形可能板の変位による前記体積Ｖ０の変化分が０．１５×Ｖ０以上となるように構成したことを特徴とする液滴吐出ヘッド。
【請求項５】  インク滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、この液滴吐出ヘッドにインクを供給するインクタンクとを一体化したインクカートリッジにおいて、前記液滴吐出ヘッドが請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とするインクカートリッジ。
【請求項６】  インク滴を吐出するインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置において、前記インクジェットヘッドが請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドにて構成されていることを特徴とするインクジェット記録装置。
【請求項７】  インク滴を吐出するインクジェットヘッドを搭載した画像形成装置において、前記インクジェットヘッドが請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドにて構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】  振動板の変形によって液体を輸送するマイクロポンプにおいて、前記マイクロポンプが請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドにて構成されていることを特徴とするマイクロポンプ。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記の如く、静電型インクジェットヘッドの加圧液室の壁面の一部を構成する振動板と、電極との間に位置する振動室の幅は、数ミクロン以下であり、振動室を大気環境に開放した状態にしておくと、振動室内に塵が侵入し、振動室内の塵が振動板の変形を阻害することがある。
また、振動板の表面に水分が吸着すると、液架橋力によって振動板が電極に吸着してしまい吐出不良が発生する可能性がある。
さらに振動板を連続駆動していると、振動室内の気体がしだいに抜けて減圧状態になり、電圧が加えられていない状態でも振動板が電極側に撓んで回復せず、十分なインク吐出量／圧力が得られなくなる場合がある。
そこで通常は振動室と連結する大気開放部を樹脂等で封止して、振動室部が密閉状態になるようにしている。
しかし、振動板と電極との間に介在する振動室内を密閉状態にすると、例えば気圧が通常よりも低い高地のように著しく気圧が通常と異なる環境では、振動室内の圧力と外部の低い圧力との間の圧力差により振動板が加圧液室側に常時撓んだ状態となり、吐出不良が発生する。外部圧力が高い場合には、振動板は上記と逆の方向に撓んだ状態となる。
そこで特開平１１−２８６１０９号公報や特開２０００−２７２１２０公報では、気圧検出手段によって振動室内との圧力差を測定し、電圧駆動波形を補正したり、別途圧力調整をするための大面積の振動板を設けて、密閉部の体積を変化させて外気圧との圧力差を調整している。
しかしながら、気圧検出手段や、大面積の圧力調整手段を付加させると、ヘッドコストが高くなってしまい、またチップの小型化・集積化も困難になる。本発明は上記に鑑みてなされたものであり、圧力検出手段等の格別の構成要素の追加が不要であり、かつ小型な圧力調整手段をヘッドチップに設けることで、低コストで広範囲な環境気圧に対応できる液滴吐出ヘッドを作製するとともに、それを用いた液滴吐出ヘッド、インクカートリッジ、インクジェット記録装置、画像形成装置、及びマイクロポンプを提供することを目的としている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
請求項４の発明は、請求項１に記載の液滴吐出ヘッドにおいて、前記気圧補正室に連通する全空隙の体積をＶ０とし、且つ前記変形可能板に５３ｈＰａの一様圧力が加えられた場合に、前記変形可能板の変位による前記体積Ｖ０の変化分が０．１５×Ｖ０以上となるように構成したことを特徴とする。変位可能板が満たすべき条件としては、どのような環境条件（温度、気圧）の変化があっても、変形可能板の変位に係わる振動室（空隙）の体積変化分が、振動板の変位に係わる振動室（空隙）の体積変化分よりも十分に大きくなるように構成することが重要である。このような条件を満たす限り、振動室内外に気圧差が生じたとしても、振動板の平衡位置はほとんど変化せず、アクチュエータ、変形可能板の各材料、構成パラメータを選択することで気圧補正機能を備えた液滴吐出ヘッドの構築が容易となる。
請求項５の発明に係るインクカートリッジは、インク滴を吐出する液滴吐出ヘッドと、この液滴吐出ヘッドにインクを供給するインクタンクとを一体化したインクカートリッジにおいて、前記液滴吐出ヘッドが請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする。これによれば、製造不良が減少し、低コスト化を図ることができる。
請求項６の発明に係るインクジェット記録装置は、インク滴を吐出するインクジェットヘッドを搭載したインクジェット記録装置において、前記インクジェットヘッドが請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする。これによれば、本発明に係るいずれかの液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドを搭載したので、信頼性が高く、高画質化が可能である。
請求項７の発明に係る画像形成装置は、インク滴を吐出するインクジェットヘッドを搭載した画像形成装置において、前記インクジェットヘッドが請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドにて構成されていることを特徴とする。
請求項８の発明に係るマイクロポンプは、振動板の変形によって液体を輸送するマイクロポンプにおいて、前記マイクロポンプが請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液滴吐出ヘッドであることを特徴とする。これによれば、電極間に働く静電力によって前記振動板を変形させるので、小型であり、低消費電力のマイクロポンプが実現できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
〔実施例３〕
次に、本発明に係る液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）を搭載したインクジェット記録装置（画像形成装置）の一例について図６及び図７を参照して説明する。なお、図６は同記録装置の機構部の側面説明図、図７は同記録装置の斜視説明図である。
このインクジェット記録装置は、記録装置本体５１の内部に主走査方向に移動可能なキャリッジ、キャリッジに搭載した本発明を実施したインクジェットヘッドからなる記録ヘッド、記録ヘッドへインクを供給するインクカートリッジ等で構成される印字機構部５３等を収納し、装置本体５１の下方部には前方側から多数枚の用紙Ｐを積載可能な給紙カセット（或いは給紙トレイでもよい。）５４を抜き差し自在に装着することができ、また、用紙Ｐを手差しで給紙するための手差しトレイ５５を開倒することができ、給紙カセット５４或いは手差しトレイ５５から給送される用紙Ｐを取り込み、印字機構部５３によって所要の画像を記録した後、後面側に装着された排紙トレイ５６に排紙する。
印字機構部５３は、図示しない左右の側板に横架したガイド部材である主ガイドロッド６１と従ガイドロッド６２とでキャリッジ６３を主走査方向に摺動自在に保持し、このキャリッジ６３にはイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の各色のインク滴を吐出する本発明に係るインクジェットヘッドからなる液滴吐出ヘッド６４を複数のインク吐出口（ノズル）を主走査方向と交差する方向に配列し、インク滴吐出方向を下方に向けて装着している。
またキャリッジ６３にはヘッド６４に各色のインクを供給するための各インクカートリッジ６５を交換可能に装着している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、圧力検出手段等の格別の構成要素の追加が不要であり、かつ既存の構成要素の一部を加工した小型な圧力調整手段をヘッドチップに設けることで、低コストで広範囲な環境気圧に対応できる液滴吐出ヘッドを作製するとともに、それを用いた液滴吐出ヘッド、インクカートリッジ、及びインクジェット記録装置、及びマイクロポンプを提供することができる。
即ち、請求項１乃至４の液滴吐出ヘッドは、ヘッドの大型化を防ぐため、コストダウンが図れ、信頼性の高いヘッドを得ることができる。
請求項５のインクカートリッジでは、本発明に係る請求項１乃至３のいずれかの液滴吐出ヘッドである液滴吐出ヘッドとこの液滴吐出ヘッドにインクを供給するインクタンクとを一体化したので、製造不良品率が減少し、低コスト化を図ることができる。
請求項６のインクジェット記録装置、及び請求項７の画像形成装置によれば、本発明に係るいずれかの液滴吐出ヘッドであるインクジェットヘッドを搭載したので、信頼性が高く、高画質化が可能である。
請求項８のマイクロポンプでは、電極間に働く静電力によって前記振動板を変形させるので、小型であり、低消費電力のマイクロポンプが実現できる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】図面の簡単な説明
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態に係る液滴吐出ヘッドの分解斜視図。
【図２】  組み付け状態のアクチュエータ部を示す縦断面図。
【図３】  本実施例のアクチェータの空隙と温度の関係を示す説明図。
【図４】  比較用のアクチェータの空隙と温度の関係を示す説明図。
【図５】  本発明の液滴吐出ヘッドを適用したインクカートリッジの概略斜視図。
【図６】  本発明の液滴吐出ヘッドを適用したインクジェット記録装置（画像形成装置）の機構部の概略図。
【図７】  図６の要部の概略斜視図。
【図８】  本発明をマイクロポンプに適用した例を示す断面図。
【図９】  従来のインクジェット記録装置の機構部の概略図。
【図１０】  従来のインクジェット記録装置の断面図。
【符号の説明】
０  静電型液滴吐出ヘッド、１  流路基板、２  電極基板、３  ノズル板、５  封止材、１１  加圧液室、１２  共通液室、１３  振動板、１４  変形可能板、１５  流路、２１  振動室、２２  電極、２３  気圧補正室、３１  ノズル孔、３２  流体抵抗部、５０  ノズル、５１  インクジェットヘッド、５２  インクタンク、５３  印字機構部、５４  給紙カセット、６３  キャリッジ、６４  ヘッド、６５  インクカートリッジ、１１Ａ  流路、１３Ａ  振動板、１４Ａ  変形可能板、２１Ａ  振動室、２２Ａ  電極、２３Ａ  気圧補正室。